案例一自動變速箱換擋機構

《案例一自動變速箱換擋機構》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《案例一自動變速箱換擋機構（51頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、自動變速箱換擋機構10萬套輪番裝配車間生產線設計,,轎車自動變速箱換擋機構制造公司目前的產品主要是二、三檔和四檔轎車自動變速箱換擋機構。其中二檔、三檔要經(jīng)過機加工和裝配才能形成產品；四檔只需要經(jīng)過機加工生產線。企業(yè)現(xiàn)年產量10萬臺/套，今后有發(fā)展成為15萬臺/套的可能性。選取了優(yōu)化后的機械加工車間平面布置方案和裝配試驗車間10萬生產綱領輪番裝配工位布置方案進行建模仿真。其中所需數(shù)據(jù)包括： 生產綱領產量、節(jié)拍； 工藝規(guī)劃數(shù)據(jù)工藝流程、工序循環(huán)時間、上下料時間； 生產組織數(shù)據(jù)生產班次。,案例背景,研究的意義,汽車工業(yè)規(guī)?？梢砸暈橐粋€國家的經(jīng)濟指標,在國家實力成長中發(fā)揮著極為重要的作用。 而對于汽車

2、的生產包括各個零部件和總裝都涉及到生產系統(tǒng)，生產線的設計，規(guī)劃，而且設計規(guī)劃的結果決定了汽車生產的效率，間接影響到效益，從而影響到整個汽車工業(yè)。 通過對生產線進行仿真，既可以避免資金、人力和時間的浪費，也可以分析其供應商按不同頻次、不同數(shù)量所提供的零配件對生產線產生的影響，找出生產線潛在的作業(yè)“瓶頸”，平衡整個生產線，為生產實際提供決策依據(jù)。,目的是針對汽車自動變速箱二，三檔機構的生產流水線，及優(yōu)化。,目的,主要內容,討論:如何對生產線進行設計？ 生產的工藝流程 生產線類型， 生產節(jié)拍， 生產線布局（工位，設備，人員）,主要內容,自動變速箱換擋機構裝配工藝流程的分析。 裝配車間的整體規(guī)劃和設計

3、。 換擋機構的生產線的規(guī)劃和設計。 生產的節(jié)拍的研究和確立。 兩種產品生產的平衡性的分析，研究。 建立裝配生產線模型。 進行模型的仿真和數(shù)據(jù)的計算，得到優(yōu)化的結果。,,什么是生產物流？ 生產物流指從企業(yè)的原材料、外購件購進入庫起，直到企業(yè)成品庫的成品發(fā)送為止，這一全過程的物流活動稱為生產物流。,生產線及相關物流,它包括從原材料和協(xié)作件的采購供應開始，經(jīng)過生產過程中半成品的存放、裝卸、輸送和成品包裝，到流通部門的入庫驗收、分類、儲存、配送，最后送到客戶手中的全過程，以及貫穿于物流全過程的信息傳遞。,流水線是一種先進的生產組織形式。它是按照產品(零部件)生產的工藝順序排列工作地，使產品(零部件)按

4、照一定的速度，連續(xù)地和有節(jié)奏地經(jīng)過各個工作地依次加工，直到生成成品。,討論:,有哪些種類的流水線？,流水線,,,,流水線分類圖,1 .按生產對象的移動方式：固定流水向線和移動流水線 固定流水線：是指生產對象位置固定,生產工人攜帶工具沿著順序排列的生產對象移動.主要用于不便運輸?shù)拇笮椭破返纳a,如重型機械、飛機、船舶等的裝配。 移動流水線：生產對象移動，工人和設備及工具位置固定的流水線。這是常用的流水線的組織方式。,流水生產組織,固定流水線,移動流水線,,流水生產組織,2 .按生產對象的數(shù)目：單品種流水線和多品種流水線 單品種流水線：又稱不變流水線，是指流水線上只固定生產一種制品。要求制

5、品的數(shù)量足夠大，以保證流水線上的設備有足夠的負荷 多品種流水線：將結構、工藝相似的兩種以上制品，統(tǒng)一組織到一條流水線上生產。 按產品的輪換方式：可變流水線、成組流水線和混合流水線,,3.對象變換方式 可變流水線：集中輪番地生產固定在流水線上的幾個對象，當某一制品的批制造任務完成后，相應地調整設備和工藝裝備，然后再開始另一種制品的生產。 成組流水線：固定在流水線上的幾種制品不是成批輪番地生產，而是在一定時間內同時或順序地進行生產，在變換品種時基本上不需要重新調整設備和工藝裝備。 混合流水線：是在流水線上同時生產多個品種，各品種均勻混合流送，組織相間性的投產。一般多用于裝配階段生產。,流水生產

6、組織,4.按連續(xù)程度：連續(xù)流水線和間斷流水線 連續(xù)流水線：制品從投入到產出在工序間是連續(xù)進行的沒有等待和間斷時間。 間斷流水線：由于各道工序的勞動量不等或不成整數(shù)倍關系，生產對象在工序間會出現(xiàn)等待停歇現(xiàn)象，生產過程是不完全連續(xù)的。,,5 .按節(jié)奏性程度：強制節(jié)拍流水線、自由節(jié)拍流水線和粗略節(jié)拍流水線 強制節(jié)拍流水線: 要求準確地按節(jié)拍出產制品.自由節(jié)拍流水線: 不嚴格要求按節(jié)拍出產制品,但要求工作地在規(guī)定的時間間隔內的生產率應符合節(jié)拍要求. 粗略節(jié)拍流水線: 各個工序的加工時間與節(jié)拍相差很大,為充分地利用人力、物力，只要求流水線每經(jīng)過一個合理的時間間隔，生產等量的制品，而每道工序并不按節(jié)拍

7、進行生產。,,6 .按機械化程度：手工流水線、機械化流水線和自動線 手工流水生產線一般用于裝配; 機械化流水生產線的工件傳輸采用機械自動方式，工序(含工位)也匹配適量機械裝置，其效率高，運用最廣; 自動流水生產線是流水生產線的最高形式，其加工或裝配主要采用自動形式進行。,,7 按運輸設備種類，可分為無專用運輸設備的流水生產線、具有非機動專用運輸設備的流水生產線和機械化運輸設備的流水生產線。,,內容和形式上的變化 1 .內容上：產品的裝配、零件的機械加工、鍛壓、鑄造、熱處理、電鍍、焊接、油漆以及包裝等。 2 .形式上：單一產品流水線----可變流水線----混合流水線----成組流水線-

8、---半自動化線----自動化線,現(xiàn)狀及趨勢,國內在選取生產線方面大部分還是選取可變流水線，可變流水線：集中輪番地生產固定在流水線上的幾個對象，當某一制品的批制造任務完成后，相應地調整設備和工藝裝備，然后再開始另一種制品的生產。,在技術和條件都不斷提高和允許的條件下，開始學習國外進行，柔性生產線的裝配和使用 物流的先進理念的投入也是必須的。,1.確定流水線的節(jié)拍 節(jié)拍（Takt Time）:是指流水線上連續(xù)出產兩個相同制品之間的時間間隔。又稱為產距時間。 節(jié)拍是一種重要的期量標準，它決定了流水線的生產能力、生產速度和效率。 確定節(jié)拍的依據(jù)是計劃期的產量和有效工作時間。即： R=

9、T效/Q 式中: R節(jié)拍 (分/件) T效: 計劃期有效工作時間 (分) Q: 計劃期制品產量(件).除計劃中規(guī)定的任務外,不包括不可避免的廢品,流水生產組織,,有效時間T效？ 無效時間：不合格產品，組裝不良，設備調整或故障導致生產線停止，作業(yè)故障導致的運輸混亂等現(xiàn)象。 Q？ Q=計劃每日產量 * 合格率,計劃期有效工作時間=計劃期制度工作時間時間利用系數(shù) T效=T制K K=0.90.96 計劃期制度工作時間=全年制度工作日數(shù)班次每班工作時間 節(jié)奏：如果R很小，且加工制品的體積小重量輕，不適于按件傳遞，則可以按批傳遞。順序出產相鄰兩批同樣制品之間的時間間隔就稱為節(jié)奏。

10、即：Rg=Rn 其中 Rg: 節(jié)奏 n: 批量,流水生產組織,例某制品流水線計劃年銷售量為20000件，另需生產備件1000件，廢品率2%，兩班制工作，每班8小時，時間有效利用系數(shù)95%，求流水線的節(jié)拍。（254天）,解,例某制品流水線計劃年銷售量為20000件，另需生產備件1000件，廢品率2%，兩班制工作，每班8小時，時間有效利用系數(shù)95%，求流水線的節(jié)拍。,解 T效 = 254 2 8 6095% = 231648 分鐘 Q = (20000+1000) / (12%) = 21429 件 R = T效 / Q = 231648 / 21429 = 11(分/件）,,瓶頸(Bottle

11、neck): 通常把流水線中生產節(jié)拍最慢的環(huán)節(jié)，叫做瓶頸。 周期時間（Cycle Time）:反映流水線的生產速度，以生產一件產品所需要的時間（秒數(shù)）來表示。,2、確定工作地數(shù) （1）設備數(shù)量 某工序需要工作地（設備）數(shù)= 用公式表示為： Si = ti / R 其中： Si 第 i 道工序所需設備數(shù) ti 第 i 道工序單件時間定額 當計算所得的工作地數(shù)不是整數(shù)時，實際采用的工作地數(shù)應取大于或等于計算值的最小整數(shù)。即:Sei=Si ,該工序單件時間定額,,流水線節(jié)拍,流水生產組織,（2）設備負荷系數(shù) 計算所得工作地數(shù)與實際采用的工作地數(shù)的比值稱工作地負荷系數(shù)，表明該工作地的負荷

12、程度。 某工序工作地(設備)平均負荷系數(shù) 用公式表示為： Ki = Si / Sei 流水線設備負荷系數(shù)= 工作地需要數(shù)/實際采用工作地數(shù) 流水線設備負荷系數(shù)應在.7.內,計算所得工作地數(shù),實際采用工作地數(shù),,流水生產組織,3.工序同期化 工序同期化是指通過各種可能的技術、組織措施來調整各工作地的單件作業(yè)時間，使它們等于流水線的節(jié)拍或者與流水線節(jié)拍成倍比關系。 實現(xiàn)工序同期化的措施: (1)分解與合并工序 (2)經(jīng)過改裝機床、改變加工用量、改進工藝裝備、合理布置工作地等錯施，縮短工序機動時間和輔助時間。 通過工序同期化后，流水線的設備負荷系數(shù)達到..之間，一般可組織連續(xù)流水線，在0.

13、75 .組織間斷流水線。,流水生產組織,例假設某流水線的節(jié)拍為8分鐘/件，由13道小工序組成，單位產品的總裝配時間為44分鐘，各工序之間的裝配順序和每道工序的單件作業(yè)時間如圖。,解（1）計算裝配流水線上的最少工作地數(shù) Smin=T/R=44/8=5.5=6 （2）工序同期化，由此確定流水線上實際采用的工作地數(shù) 工序同期化通過合并工步進行，即將工步分配到工作地 為工作地分配工步需滿足的條件： 保證各工序之間的先后順序。 每個工作地的作業(yè)時間不能大于節(jié)拍。 每個工作地的作業(yè)時間應盡量相等和接近節(jié)拍。 應使工作地的數(shù)目最少。 分配和平衡方法：列舉消去法,（3）計算裝配流水線負荷系數(shù)

14、 Ki = Si / Sei =5.5/6=0.92 可以組織連續(xù)裝配流水線,4.生產線平衡,生產線平衡：把工作要素進行適當合并，并分配給每個工作地，使各工作地的作業(yè)時間等于周期時間或周期時間的整數(shù)倍。 目的是使流水線合理高效，達到工序同期化。 根據(jù)裝配工藝來確定工作站數(shù)目，再將各項作業(yè)分配到不同的工作站，并對個工作站的作業(yè)的分配進行平衡優(yōu)化，以使得每個工作站上完成指定作業(yè)的時間都相同。,(1)基本平衡法,首先需要確定生產周期時間和最少工作站(或工作地點)數(shù)目 完成工作站分配后,要計算流水線效率(也成為平衡率). 流水線效率E為全部作業(yè)的時間總和與實際工作站總數(shù)m與周期時間乘積的百分比 E

15、=tsum/(Si*R) *100%,案例,某手推車要在一個傳送帶流水線上組裝,每天需生產500輛,每天的生產時間為420min.下圖為該手推車的裝配網(wǎng)絡圖,請根據(jù)周期時間和作業(yè)次序限制,求使工作地數(shù)量最小的平衡方式. (規(guī)則1：優(yōu)先分配后續(xù)作業(yè)較多的作業(yè) 規(guī)劃2：優(yōu)先分配操作時間最長的作業(yè)),（2）韓格遜伯尼法,1確定工作周期時間C。 C=H/Q 式中：H每天生產時間； Q每天在H時間內要求的產量； C周期時間。 2確定最少工作站（工作地點）數(shù)目K， K= t /C 式中：K最少工作站數(shù)； t 完成作業(yè)所需時間總量。 工作站的作業(yè)分配問題要用到矩陣解法，將結合下面的

16、例子來講述這一過程。,例,現(xiàn)擬在傳送帶上組裝某部件。該部件每天需組裝369臺，每天的生產時間480min。裝配順序及裝配時間如下表。根據(jù)周期時間和作業(yè)順序限制，求工作站數(shù)最少情況下的平衡流動及裝配線效率。,解 共4步,(1) 畫出其先后次序圖和先后次序矩陣表。 依照裝配程序表的要求可以畫出先后次序圖。圖中圓圈為作業(yè)，箭頭為操作順序。,裝配先后次序矩陣表,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,+1,-1,領先+1,+1,+1,+1,+1,+1,+1,+1,延后-1,0,+1,+1,+1,+1,+1,+1,+1,-1,-1,0,0,+1,+1,+1,+1,+

17、1,-1,-1,0,0,+1,+1,+1,+1,+1,-1,-1,-1,-1,0,+1,+1,+1,+1,-1,-1,-1,-1,-1,0,+1,+1,+1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,0,+1,0,-1,-1,-1,-1,-1,-1,0,+1,0,-1,-1,-1,-1,-1,-1,0,-1,-1,(2) 完成位置權值計算,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,pwa,221,171,116,126,96,71,32,34,20,位置權值pwa 為該單元及所有帶+1單元時間之和,位置權值矩陣表,(3) 確定周期時間和最少工作站數(shù),將已知的數(shù)據(jù)（該部件每天需組裝369臺，每天的生產時間

18、480min）代入得周期時間： C=H/Q=480*60/369=78 秒 用下式計算滿足周期時何要求的最少工作站數(shù)： K= t/C=(502520 302525121420)/78 =2.833 故最少需3個工作站。,(4) 分配工作站的作業(yè)，平衡裝配線,工作站 K,1,1,2,2,2,3,3,3,3,單元時間 ti 秒,50,25,20,30,25,25,12,14,20,裝配線平衡表,1,2,3,4,5,6,7,8,9,單元 i,221,171,116,126,96,71,32,34,20,位置權值 pwa,--,1,2,2,3,4,5,6,6,7,8,緊前 單元,工作站時間 t

19、i 秒,50,75,50,30,75,25,51,39,71,平衡 延遲秒,28,3,28,48,3,53,27,39,7,遞減順序,按位置權值遞減的次序，在滿足先后次序限制的條件下，指派盡可能多的單元至一工作站，直至接近該站的周期時間。,=周期時間(78秒)-工作站時間,,,裝配線效率=完成作業(yè)所需時間總和/（實際工作站總數(shù)*時間周期） =,,作業(yè)1：,一生產線共有8項作業(yè)，其作業(yè)周期時間為8min。已知各項作業(yè)的裝配順序和時間如表，請根據(jù)周期時間和作業(yè)順序的限制，確定最少工作站數(shù)和各項作業(yè)的安排，并算出此安排下生產線的效率。 各項作業(yè)裝配順序和完成時間,,Si=t/C=(5+3+4

20、+3+6+1+4+2)/8=3.5 取4，故需要4 個工作站。先畫出先后次序圖（注緊后作業(yè)順序H 在最前，A 在最后），再運用矩陣法得工作站安排為H、G 為1 號，E、F2 號、C、D3 號，A、B4 號。效率=28/32=75%。,作業(yè)2：,某流水線有17項作業(yè)需要平衡，其中最長的作業(yè)為2.4min，所有作業(yè)的總時間為18min。該流水線每天工作450min。試求： 最大和最小的周期時間各是多少？ 該流水線理論上可能達到的每日產能是多少？ 按最大產能來計算，最少需要幾個工作站？ 若每天產能為125件，則周期時間應為多長？ 若周期時間分別為9min和15min，則產能分別是多少？,,61）最大周期時間為18 分鐘，最小為2.4 分鐘。 2）每日產能Q=H/C，即最小產能450/18=25，最大產能450/2.4=187.5。故產能在25187.5 之間。 3）K=t/C=18/2.4=7.5 即8 個工作站。 4）C=H/Q=450/125=3.6 分鐘。 5）產能分別是50 和30,